实验 气相色谱法测定乙酸乙酯中微量水分

在科学实验和化工生产中，常常测定有机试剂中的微量水分。较常见的主要有卡尔·费休法和气相色谱法。本实验通过气相色谱法测定乙酸乙酯试剂中的微量水分，引导学生进一步掌握气相色谱分析的基本操作，外标法定量分析基本原理，苯—水平衡溶液的制备及用外标法测定乙酸乙酯中微量水分的测定方法。

实验提要

乙酸乙酯常含有水、乙醇等杂质，用GDX-103固定相，热导检测器，在适当色谱条件下，可使各组分完全分离（见图7—3），选用苯-水平衡溶液作外标物，同样条件下进样，苯-水平衡液中水、苯峰得到良好分离（见图7—4）。通过比较待测样品中水分色谱峰高与外标物中水峰高，可以测出样品中含水量。

图7—3 乙酸乙酯色谱图 图7—4 苯—水平衡溶液色谱图 1—空气 2—水 3—乙醇 4—乙酸乙酯 1—空气 2—水 3—杂质 4—苯

外标法定量快速、准确，除了被测组分外，不要求所有组分都出峰，所以在生产实践中应用较广。但对仪器分析条件如载气流速、衰减、柱温等的一致性要求较高，且样品和外标物的进样量要尽量准确，否则误差较大。

乙酸乙酯中水分：

VhWsW水%ss100

Vhs式中，W水：乙酸乙酯中水质量百分含量

V：乙酸乙酯进样量（μL） ρ：乙酸乙酯密度（g·cm-3） h：乙酸乙酯水峰高（mm） Ws：外标物水分质量百分含量 Vs：外标物进样量（μL） ρs：外标物密度（g·cm-3） hs：外标物水峰高（mm）

仪器、材料和试剂

1．仪器和材料

气相色谱仪（1102型、SP—6800型，SP—502型或103型），记录仪，60mL分液漏斗，100mL碘量瓶，微量进样器，秒表，温度计，10mL量筒。

2．试剂

乙酸乙酯（AR），苯（AR）。

实验前应准备的工作

1．引起基线飘移的主要原因有哪些？

2．什么是外标法、归一化法？它们的应用范围和优缺点各有什么不同？ 3．使用热导检测器，用氢气、氮气为载气有何不同？

4．配制苯一水平衡液时，静置时间过少对测量结果有何影响？ 5．热导检测器桥电流是否愈大愈好？

实验内容

1．色谱柱的准备

取长2m、内径3mm的不锈钢色谱柱，洗净、烘干。将GDX—103固定相装入色谱柱，再将色谱柱装入色谱仪，通入N2（30~40mL·min-1），按一定的升温梯度老化16小时。

2．色谱条件

检测器：TCD，桥电流180mA，检测温度160℃

载气：H2 柱温：150℃ 气化温度：180℃ 衰减：23

进样：0.5μL

纸速：8mm·min-1

3．步骤

3.1 外标液的制备

量取20mL苯，置于60mL分液漏斗中，加同体积的蒸馏水振荡洗涤5分钟。除去水溶性物质，洗涤次数不少于5次。最后一次充分振荡后连水一起装入干燥的100mL碘量瓶中，静置10min后即可使用。每次使用前需振荡30秒以后，静置5min后即可作为某室温下水标准使用。根据室温查表7—16得出相应水含量。

表7—16 苯中饱和水溶解度 温度 ℃ 10 11 水含量 % 0.0440 0.0457 温度 ℃ 20 21 水含量 % 0.0614 0.0635 温度 ℃ 30 31 水含量 % 0.0859 0.0888 12 0.0474 22 0.0655 32 0.0918 13 0.0491 23 0.0676 33 0.0947 14 0.0508 24 0.0696 34 0.0977 15 0.0525 25 0.0716 35 0.1006 16 0.0543 26 0.0745 36 0.1055 17 0.0561 27 0.0773 37 0.1104 18 0.0579 28 0.0802 38 0.1153 19 0.0597 29 0.0830 39 0.1202 3.2 进样分析：按照上述色谱条件启动气相色谱仪和记录仪，待基线走直后进样分析，记录有关实验数据。

室温= 外标物中水分含量= 乙酸乙酯密度= 苯密度=

表7—17 苯-水平衡液分析 编 号 项 目 进样量Vs /μL 水峰高hs /mm 峰高平均值 hs/mm 1

2 3 表7—18 乙酸乙酯水分的测定 编 号 项 目 进样量V /μL 水峰高h /mm 水分含量W水/% W水/% 绝对偏差 相对平均偏差 其中：乙酸乙酯中水分含量

1 2 3 注：启动色谱仪前必须仔细检查接柱的方式是否正确，系统是否漏气，否则，可能会引起爆炸。

思考与讨论

1．本实验采用热导检测器测量乙酸乙酯中水分，能否采用氢火焰离子化检测器，为什么？

2．外标法为什么要求仪器分析条件严格一致？

3．1μL的A物质，在热导检测器上的响应值是否是恒定的？为什么？

4．用外标法分析某原料气中H2S含量，以纯H2S气体与氮气所配成40%的标准气体，在选定的色谱条件下分析，进样1mL，峰高为8.0cm。分析样品时，同样进1mLH2S的峰高为9.2cm，求其百分含量（假定标准气体与样品气体密度相同）？